Java NIO---buffer部分
最近想建一個網絡傳輸的平臺，查看到了Jboss 的Netty，而他們核心的傳輸是用了JDK 1.4以後的
NIO特性，因此藉機會學習一下NIO
NIO主要有下面幾大部分
Buffer：Io的操作少不了緩存，通過Buffer能大大提高傳輸的效率，同樣NIO中也有Buffer的這部分
Buffer針對數據類型有相應的子類，他們都是繼承Buffer class
比如CharBuffer，IntBuffer等等
需要說明的子類MappedByteBuffer 通過命名可以看出這個MappedByteBuffer有mapped+byte+Buffer組成
據我理解 這麼mapped 是指memory-mapped
這裏解釋一下memory-mapped， 以爲我們說的buffer 可能就是指物理上的內存，包括jdk 以前的io
一般情況下，buffer指物理上的內存沒什麼問題，可以物理內存畢竟比較有限，當需要很大buffer存放數據的時候
物理內存就不夠，那麼就引出一個虛擬內存的概念，就像現在的os 一樣，也有虛擬內存的概念，虛擬內存本質上
是存在硬盤上的，只是物理內存存放的不是具體的數據而是虛擬內存上的地址，而具體的數據則是在虛擬內存上，這樣
物理內存只是存放很多地址，這樣就大大增加了buffer的size。當然如果你buffer的數據很小，也可以知道放入物理內存
因此我認爲 這個memory-mapped 是指的用虛擬內存的哪種緩存模式
A.Buffer的 attribute
1.Capacity：buffer的大小，一個buffer按照某個Capacity創建後就不能修改
2.Limit：用了多少buffer
3.Position：指針，獲取下一個元素的位置，操作get(),put(),這個position會自動更新（和iterator相似）
4.Mark：被標記的指針位置 通過mark()操作可以使mark = position 通過reset() 可以使position = mark
上面這幾個屬性應該符合下面條件
0 <= mark <= position <= limit <= capacity
B. fill：插入數據
用put() 方法可以插入一段數據 但是這個時候postion 在插入這段數據的尾部
C. flip：彈出數據
因爲上面寫入數據後，指針在尾部不是從0開始，那麼我們需要
buffer.limit(buffer.position( )).position(0);
將limit 設置爲當前的postion,limit 可以告訴方法這段數據什麼時候結束，而具體可以調用方法
hasRemaining( ) 來判斷是否數據結束。
同時將當前指針設置爲0
NIO 提供了方法buffer.flip()完成上面的動作
另外方法rewind( )和flip相似 只是區別在於flip要修改limit,而rewind不修改limit
rewind 用處可以在已經flip後,還能重讀這段數據
Buffer不是線程安全的，如果你想要多線程同時訪問，那麼需要用synchronization
D. Mark：讓buffer記住某個指針，已備後面之用。
調用mark（）就能將當前指針mark住
而調用reset()就能將當前指針回到mark了的指針位置，如果mark未定義，那麼調用reset就會報InvalidMarkException
此外rewind( ), clear( ), and flip( )這些操作將會拋棄mark，這樣clear()和reset()區別
clear表示清空buffer 而reset表示能將當前指針回到mark了的指針位置
E:Comparing：buffer 也是java的object sub class，所有buffer也能對象進行比較
public abstract class ByteBuffer
extends Buffer implements Comparable
{
// This is a partial API listing
public boolean equals (Object ob)
public int compareTo (Object ob)
}
兩個buffer 認爲相等，需要具備下面條件
1.buffer 類型相同
2.buffer裏面保留的元素數量相同，buffer capacities不需要相同，這裏需要注意保留的元素是指有效的元素，不是指buffer裏面有的元素。
其實就從position到limit這段的元素，當然當前的postion和limit值都可以不相同，但這段數據要相同
3.remaining data 的數據順序要相同，可以通過get（）來循環獲取出來後判斷每個element都相同
如果同時符合上面三個條件，那麼就表示buffer object 相等
F:Bulk Moves
如何在buffer中大塊的數據移動，對性能起到關鍵作用
他的做法是get的時候，將一塊數據取出放入數組裏面，這樣比起循環get()一個byte要效率高多了，那麼對於塊狀數據總是有個指定的長度
這個長度就是指定數組的長度
public CharBuffer get (char [] dst, int offset, int length)
這裏就是length。
如果只有參數爲數組buffer.get (myArray);
那麼其實也是指定了長度，只是長度爲數組的長度，上面的語句等同於
buffer.get (myArray, 0, myArray.length);
針對上面，有可能buffer的data 小於myArray.length,這個時候如果取buffer 那麼會報錯
所以需要下面的寫法
char [] bigArray = new char [1000];
// Get count of chars remaining in the buffer
int length = buffer.remaining( );
// Buffer is known to contain < 1,000 chars
buffer.get (bigArrray, 0, length);
// Do something useful with the data
processData (bigArray, length);
這是buffer<length
如果buffer>length 那需要loop：
char [] smallArray = new char [10];
while (buffer.hasRemaining( )) {
int length = Math.min (buffer.remaining( ), smallArray.length);
buffer.get (smallArray, 0, length);
processData (smallArray, length);
}
同樣操作put是將array中的數據放入buffer，他同樣有上面length的問題，需要用remaining來判斷
G:創建Buffer: buffer class 不能直接new創建，他們都是abstract class,但是他們都有static factory，通過factory可以創建instances
比如
public abstract class CharBuffer
extends Buffer implements CharSequence, Comparable
{
// This is a partial API listing
public static CharBuffer allocate (int capacity)
public static CharBuffer wrap (char [] array)
public static CharBuffer wrap (char [] array, int offset,
int length)
public final boolean hasArray( )
public final char [] array( )
public final int arrayOffset( )
}
可以通過allocation或者wrapping來創建buffer
Alloction：允許分配私有buffer
CharBuffer charBuffer = CharBuffer.allocate (100);
wrapping：不允許分配私有buffer，顯性提供存儲
char [] myArray = new char [100];
CharBuffer charbuffer = CharBuffer.wrap (myArray);
而myArray 叫做buffer的backing array
通過hasArray( ) 判斷buffer是否存在backing array
如果爲true，可通過array()得到array的引用
H:Duplicating Buffers 複製buffer
Duplicat() 創建一個和原來一樣的新的buffer，他們都有各自的postion,limit,mark, 但是共享同樣的數據，也就是說任何一個buffer被修改了
他們看到的數據也就修改了。創建的新buffer繼承了老buffer的屬性，比如如果老buffer爲readonly，那麼新的也是readonly
asReadOnlyBuffer( ) 和Duplicat()相似，只是區別asReadOnlyBuffer( ) 創建的buffer總是readonly
slice() 和Duplicat()也相似，不同之處在於slice() 將修改buffer的capacity=（limit - position），同時新buffer以老buffer的當前postion作爲開始
指針。
I:Byte Buffers 可以獲取不同類型的buffer，另外byte本身也能排序
J:Direct Buffers: 對於操作系統來說，內存存儲的數據不一定是連續的。而Direct buffer直接用於和io設備進行交互，對於io設備操作的buffer只能是
direct buffer，如果是nondirect ByteBuffer需要寫入設備，那麼他首先是創建一個臨時的direct byteBuffer，然後將內容考入這個臨時direct buffer，
接着進行底層的io操作，完成io操作後，臨時buffer將被垃圾回收。
ByteBuffer.allocateDirect()創建direct buffer，isDirect( )則判斷buffer是否是direct buffer
K:View Buffers 當一堆數據被收到後需要先查看他，然後才能確定是send還是怎麼處理，這個時候就要引入View buffer
View Buffer擁有自己的屬性，比如postion，limit，mark，但是他是和初始buffer共享數據的，這個和duplicated，sliced相似，但是view Buffer
能將raw bytes 映射爲指定的基礎類型buffer，這個也是查看的具體內容了，我們也可以認爲是byte buffer向其他基礎類型buffer的轉換
public abstract class ByteBuffer
extends Buffer implements Comparable
{
// This is a partial API listing
public abstract CharBuffer asCharBuffer( );
public abstract ShortBuffer asShortBuffer( );
public abstract IntBuffer asIntBuffer( );
public abstract LongBuffer asLongBuffer( );
public abstract FloatBuffer asFloatBuffer( );
public abstract DoubleBuffer asDoubleBuffer( );
}